[发明专利]一种混合冷剂制冷液化天然气并联产轻烃工艺

说明书

本发明提供了一种混合冷剂制冷液化天然气并联产轻烃工艺，在将天然气液化的同时联产轻烃，利用液化过程的混合制冷循环为轻烃回收提供冷量，同时通过轻烃回收过程对原料气中的重组分进行分离、加工，工艺主要分为混合制冷剂制冷循环部分与天然气液化、轻烃回收部分，本发明能够实现装置操作稳定，流程简单，设备投资低，以及热能和冷能能够充分综合利用。

技术领域

本发明涉及天然气处理领域，具体地说，是涉及一种混合冷剂制冷液化天然气并联产轻烃工艺。

背景技术

天然气作为清洁能源，在能源消费中占据越来越重要的角色。近年来，随着环境污染的影响，煤改气已经成为趋势，在煤改气的大环境下，偏远地区对于液化天然气的依赖性逐渐增加，液化天然气的重要性也逐渐凸显。天然气中的轻烃回收一方面是为了控制天然气的烃露点，以达到商品气质量指标，避免气液两相流动；另一方面，回收的液烃具有很大的经济价值，既可直接用作高热值燃料，也可用作化工原料。对于液化天然气工厂，由于轻烃的附加值更高，因此在天然气液化的过程通过制冷设备提供轻烃回收的冷量，实现生产液化天然气时联产轻烃。

天然气中轻烃回收主要回收乙烷、液化石油气以及轻质汽油等，主要采用的工艺方法主要有冷油吸收工艺、冷却分离工艺、天然气膨胀工艺以及带丙烷预冷的天然气膨胀工艺。其中天然膨胀工艺及带丙烷预冷的天然气膨胀工艺应用最广，相对于其他工艺，这两种工艺使用的天然气组分范围宽，轻烃回收率高，达到相同收率的能耗较低。但该工艺也具有以下缺点，流程和设备相对复杂，工艺采用了膨胀机组，且膨胀机组是整个装置的核心设备，使得装置在设计、运行和控制等方面要求较高，当原料组分或处理量变化较大时，膨胀机效率下降快，运行也会变得不稳定，对工艺操作产生较大影响。天然气膨胀工艺对进气压力要求高，当原料气压力较低时，还需要设置外输压力较高时，还需要设置外输气压缩机。当天然气组分较重时，一般需采用丙烷辅冷的天然气膨胀工艺。

中等规模的液化天然气工厂采用混合制冷工艺，轻烃回收工艺借助混合制冷冷剂提供浅冷段的冷量，但在操作过程中，由于浅冷段和深冷段均在冷箱中实现冷量传递，浅冷段的温度不容易调节，从而影响整个系统操作的稳定。若额外添加丙烷预冷或者膨胀机，会进一步增加流程的复杂性，并且提高全厂的总体投资。如何简单经济的实现液化天然气联产轻烃会后工艺，是需要思考的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处，提供一种混合冷剂制冷液化天然气并联产轻烃工艺，能够实现装置操作稳定，流程简单，设备投资低，以及热能和冷能能够充分综合利用。

本发明的目的是通过以下技术措施达到的：一种混合冷剂制冷液化天然气并联产轻烃工艺，在将天然气液化的同时联产轻烃，利用液化过程的混合制冷循环为轻烃回收提供冷量，同时通过轻烃回收过程对原料气中的重组分进行分离、加工，工艺主要分为混合制冷剂制冷循环部分与天然气液化、轻烃回收部分，其特征在于包含以下步骤：

(1)预冷：天然气经过预冷换热器预冷，预冷换热器中的冷量由冷剂压缩机组一级液相节流提供；

(2)组分分离：预冷的天然气进入轻烃分离器，分理出轻组分和重组分，轻组分进入重接触塔，重组分经过节流降压降温后进入轻烃换热器回收冷量，重组分经过轻烃换热器升温后进入脱乙烷塔；

(3)精制：从脱乙烷塔塔顶出来的气体进入轻烃换热器之后进入轻烃回流泵后进入重接触塔进行重烃洗涤，重接触塔底部出来的重组分进入脱乙烷塔进行精馏，脱乙烷塔下部连接重沸器，从脱乙烷塔底部收集混合轻烃后进行进一步分离，从重接触塔塔顶出来的天然气进入冷箱，经过进一步冷却之后变成液化天然气。

(4)混合制冷循环：从冷剂压缩机组一级分离出的液体进入预冷换热器进行降温节流降压提供冷量后进入冷剂压缩机组进口，从冷剂压缩机二级出来气体和液体分别进入冷箱进行降温节流降压提供冷量，经过冷箱的气体和液体回流到冷剂压缩机组进口进入制冷循环。

天然气经过预冷换热器预冷到-30℃后进入轻烃分离器。